2003年6月28日土曜日

部品入手

秋葉原で、部品を購入しました。

入手部品リスト
・ペーパーモデル:600円   家の近くのコンビニで衝動買い、レジで値段を見てちょっぴり後悔
・ミニチュアベアリング(FL696ZZ):861円 日産商会     コイル巻き機用改造パーツ
 日産商会の事務所が移転してました。
・ジュラコンギヤー:1050円   鈴商    ジュラコン素材として流用
・チップセラミックコンデンサ6.3V 10μF(KYOCERA TAJA106MOOR) x30: 1800円   桜屋電機店  回路(IR_Tx_Rx03)用パーツ
・チップセラミックコンデンサ25V 1μF(KYOCERA) x30: 1200円   桜屋電機店  回路(IR_Tx_Rx03)用パーツ
秋月電子通商でもっと安く売ってました。種類が少ないが安いようです。まず秋月電子通商で物色し、なければ桜屋電機店に行くのがベター

2003年6月26日木曜日

Tailless03

パワーリップを張り、マグネットアクチュエータで操舵する、軽量無尾翼機を作成します。

状況:進行中

Tailless03 開発開始

Tailless03の開発を開始します。この機体はマグネットアクチュエータでエレボンを操舵する軽量機体を考えています。

モーターユニットはビットチャージモーターにDIDELギヤーユニット5:1を装着したものです。
メカを4gに想定して、4gのペイロードを積んで全備重量15gのFF機として、試験飛行した結果、緩やかに上昇飛行する事を確認しました。

2003年6月25日水曜日

IR_Tx_Rx03

ESCとマグネットアクチュエータドライバーを実装した回路を作成する。受信回路は無く、RC受信機、又は赤外線受信素子を接続して使用する。この開発はIR_Tx_Rx02から引継がれています。

状況:進行中

LTC3200ES6-5 入手

リニアテクノロジー社にオンラインでサンプル注文していた、チャージポンプタイプのDC-DCコンバーターLTC3200ES6-5 が届きました。注文してから届くまでたった3日です。
しかし、飛行会で、C8051が電圧低下でリセットすることがわかったので、このチップは使わなくなりました。今日、LTC1754ES6-3.3とLTC1754ES6-5を注文しました。
開発しているとよくあることですが、このチップ(LTC3200ES6-5)は無駄になったわけです。

2003年6月24日火曜日

第21回横田スローフライヤークラブ飛行会

第21回F西多摩体育館飛行会に参加しました。
1.中古モーターユニット出力確認
2.Tailless02-01のテスト飛行
3.IR_Tx_Rx02-02の飛行機搭載テスト
を行いました。

1.中古モーターユニット出力確認
LivingRoomFly03-04のモニター役をやってくださる小黒さん向けのセットではモータユニットを中古で提供することになりました。そのモーターユニットの出力を確認する為、実際に機体に搭載して飛行させました。
結果は問題ないことが分かりました。
2.Tailless02-01のテスト飛行
初飛行なので、重心位置を前にして、翼のたるみ(捻り下げ)を多き目にして、釣り合い、安定、必要パワーが満たしていることを確認することから始めました。重心位置MAC20%で飛行させることができました。ただし、操縦はわずかに効いているのみで、満足に操縦できる状態ではありませんでした。そこで、サーボホーンを延長して、翼端の引く量を大きくする改造を現場で行いました。結果は、十分な操舵を得ることができました。
しかし、ロガロ形式のハンググライダー特有の挙動(アドバースヨーイング)が強調されてでています。この性質は垂直尾翼のない無尾翼に共通する挙動ですが、それが強調された感じになってます。
今回のコンセプトで最低限満たしていることを確認しました。今後は、操縦の練習と共に、強調されている挙動の原因(翼剛性が不足している可能性あり)を調査し、調整をしていきたいと考えています。
3.IR_Tx_Rx02-02の飛行機搭載テスト
今回搭載した飛行機はLivingRoomFly04-02で、自作のマグネットアクチュエータが装着されたものです。
まず、スロットルをオンにするとC8051がリセットすることが分かりました。これは、モーターの負荷による電圧低下でC8051がリセットしているようです。鳥羽さんも同じ問題が起こっているそうです。
そこで、ESCテストは諦め、RC受信機にESCを付け、BEC出力をC8051回路に接続し、マグネットアクチュエータのテストを行いました。
アクチュエータドライバーは問題なく動作することを確認しました。マグネットアクチュエータは、エレベータは何とか効いているが、ラダーはうまく効いていないことが解りました。
そこで、LivingRoomFly04-01に搭載していたラダー(コイルはMini-mag)に付け替えて飛行させました。この状態では、タイトな旋回飛行が可能となりました。

2003年6月21日土曜日

赤外線受信回路作成

デジQの回路を利用して赤外線受信回路を作成しました。

チャージポンプタイプのDC-DCコンバーターを購入する為、リニアテクノロジー社にオンラインでサンプル注文しました。しかし、送られてくるまでに少し日にちがかかるので、次回の飛行会に間に合いません。その為、デジQの回路を利用して赤外線受信回路を作成しました。
回路に搭載されていたマイコンと、赤外線受光素子を取り外し、赤外線受光素子(PNA4612M)を対面に2個取り付けました。
テーブル上では問題なく動作しています。
下の写真は機体に実装している状態です。

Tailless01-01 開発完了

Tailless01-01のエレボンが破損していました。そこの角を円くカットし、破損しづらくしました。
この修正でTailless01の開発は完了とします。この飛行機は当分飛行可能状態にして、時々飛行させるつもりです。

赤外線送受信テスト

C8051回路(IR_Tx_Rx02-02)に赤外線受光素子を接続して、赤外線の送受信テストを行いました。

テストはC8051回路(IR_Tx_Rx02-02)に赤外線受光素子を接続し、赤外線受光素子の信号出力をオシロスコープで参照する方式で行いました。
上の写真は赤外線受光素子(PNA4612M)をDC-DCコンバータを経由してC8051回路に繋いでいるものです。
赤外線受光素子は以下の写真の3種類をテストしてみました。左からパナソニックPNA4612M、三洋SPS-443、シャープIS1U60

1.DC-DCを経由せず、赤外線受光素子を直接回路に接続した場合
1.1赤外線受光素子をパナソニックPNA4612Mにした場合
スラストを入れない状態ではラダー、エレベータは動作しました。
スラストを入れると赤外線受光素子信号波形が乱れノーコンとなりました。
1.2赤外線受光素子を三洋SPS-443にした場合
パナソニックPNA4612Mと同じ結果になりました。
1.3赤外線受光素子をシャープIS1U60にした場合
赤外線受光素子信号波形の形が他の受光素子と違い回路が波形を認識できませんでした。
2.DC-DCを経由させ赤外線受光素子を直接回路に接続した場合
2.1赤外線受光素子をパナソニックPNA4612Mにした場合
スラストを入れても入れなくてもラダー、エレベータは問題なく動作しました。
3.赤外線受光素子の代わりにRC受信機(JMP RX5-2.3)を接続し、信号波形を調べる
スラストを入れても入れなくても信号波形は乱れませんでした。
考察
スラストを入れた時のモーターリップル電圧が問題のようです。tokoさんにも以前アドバイスを受けたが、モーターのリップル電圧を解消するには並の容量のコンデンサーでは効果が無く、DC-DCコンバータ介する場合は、目的電圧を取得するだけでなく、リップル電圧の回避ができるようです。
今回使ったDC-DCコンバータは以前モーター出力用に作成したもので、出力電流は大きく取れるが回路重量が大きいものです。今回の目的は大きな電流を必要としないのいで、チャージポンプタイプものが好ましいと思われます。

2003年6月20日金曜日

C8051回路搭載機完成

C8051回路(IR_Tx_Rx02-02)を搭載した飛行機(LivingRoomFly04-02)が完成しました。

全備重量は26gでLivingRoomFly04-01よりすこし重量が増したが、パワー的には問題ないと考えている。マグネットアクチュエータも自作のものを搭載している。LivingRoomFly04-01に搭載していたものの2倍のトルクが出ているので、操縦性も問題ないと考えている。
アクチュエータ動作のムービー(6.2M)をアップします。

Tailless02

モーターハンググライダーのモバイルインドアRC版を設計しました。セイル生地をパワーリップにし、A4クリアケースに収納可能なモデルを考えています。
セイルが風に貼らんで翼の形が確定するタイプをフレキシブルウィングと言います。セイルが貼らむと翼の後ろが上に持ち上がります。これを、ビロウ(billow)と言います。ハンググライダーは体重を左右に移動する事で、左右のビロウを変えます。この事をビロウシフト(billow shift)と言います。ハンググライダーはビロウシフトすることで、左右の翼迎え角に違いが生じ、ロールし、旋回できるのです。
この飛行機は翼端をサーボで引っ張ることでビロウシフトコントロールする形式を採用します。この方式を採用することで、部品点数も減らし、シンプルな飛行機になると考えています。

状況:進行中

2003年6月19日木曜日

C8051回路完成

C8051を実装した回路(IR_Tx_Rx02-02)が完成しました。

完成重量は0.8gです。
ESCとマグネットアクチュエータドライバーを3つ実装した回路です。
鳥羽さんの回路(mc1ad3)を見本に作成しました。

ESC出力テストを行いました。
E-Chargers+EP-4025モータユニットで出力が、1.07Aで15gの静止推力が出ているので、ESC性能としてはまずまずです。

マグネットアクチュエータドライバーのテストを行いました
ネオジウム:φ4x2
コイル 線直径:0.05mm
内径:8.0mm
平均径:9.0mm
長さ:2.0mm
巻き数:408
抵抗:113ohm
電圧:2.18V
電流:19.8A
トルク:0.25gcm
マグネットアクチュエータドライバーの性能としてはMini-Magの2倍の性能が出ています。
電圧低下は大きいのですが、何とか使えそうです。

  

2003年6月18日水曜日

Tailless02-01パワーリップ完成

Tailless02-01のパワーリップが完成しました。

A4クリアケースに収納したところです。セイル(パワーリップ)にしわがよりそうなところが気になります。
ここまでの作業プロセスは、骨組みが完成したところで、セイルの形をA3に写します。ルートから20mm毎に前縁の座標とコードを計測し、空力平均翼弦(MAC)を計算し、重心後方限界(MAC 25%位置)とMAC 20%位置を計算しておく。

操舵システムを説明した動画をアップします。
クリックすると動画(6.8M)がオープンします。
私の考えているパワーハンググライダーRCのイメージが伝わりましたでしょうか。
この機体は、いわゆるプロトタイプ1号です。この機体が飛行するところまで行き着けるか、まだまだ余談は許しません。
現状での懸念点
��.この方式で十分なロールレート、ピッチレートが得られるか?
��.φ1.3カーボンロッド主強度部材と翼端にφ0.7カーボンロッドで作られている。
  翼端が動いてほしいので、ロッドの剛性比率はこのぐらい必要と考えている。
  翼端の剛性不足ではないか?(例えば、横滑りを始めると空気力に負けて翼端カーボンロッドが撓み、さらに横滑りを増徴する)
  ただし、剛性が大きいとサーボ駆動力が必要になる。
��.主強度部材自身が剛性不足ではないか?
��.現在、E-Chargersを使い全備重量38gである。必要パワーがE-Chargersでは不足の場合は、モーターユニットを大きく、あるいはセルを増加する必要が出る。その場合の機体剛性はさらに厳しくなる。
��.機体の平面形は十分な操舵力が発生することを期待し、アスペクト比が大きくなっている。
  これは、機体剛性の面からは不利で、もっとアスペクト比が小さい方が好ましい可能性がある。ただし、アスペクト比を小さくすると、必要パワーは増す側にある。また必要パワーは翼面積が大きい方が有利である。しかし、重量、剛性面では不利にまわる。
つまり、1から5までを全て踏まえ、素材のサイズ、モーターユニット、機体平面形を決める必要があるわけです。

2003年6月16日月曜日

Tailless02-01プロトタイプ1号

クリックすると動画(6.34M)がポップアップします。
Tailless02-01のプロトタイプ1号の操舵システムが完成したのでアップします。

操舵システムは、サーボから翼端につながれているプルワイヤーのみで操舵します。引っ張られると、引っ張られた方のセイルがたるみ、捻り下げが大きくなります。つまり、揚力が減る。逆側は揚力増加し、ローリングが発生するわけです。
諸元(Spec) ・・・・・・ (予想)
スパン(Span) : 670mm
全長(Length) : 250mm
主翼面積(Wing area): 10.0dm2
モーター(Motor unit) : E-Chargers 2.67:1
プロペラ(Propeller) : GWS EP-4025 D=101mm
バッテリ(Battery) : Li-Poly 3.6v 145mAh x 1
全備重量(Gross Weight) : 37.7g
機体(Structure weight) : 10.0g
モーター(Motor unit) : 7.7g
メカ(RC unit) : 16.0
バッテリ(Battery) : 4.0g
翼面荷重(Wing Loading) : 3.8g/dm2

2003年6月15日日曜日

双発制御機

EPRC Wiki/実験室/双発制御で双発飛行機の左右モータコントロールでの旋回飛行には私も興味を持っています。以前、私も実験機を作成してみました。左の写真(PLATS7.8)のその時のもので詳細は鈴木式歴代スローフライ機ページのまん中辺にあります。

まず興味は、左右のプロペラの回転方向です。左右の回転を変えることにより旋回させる訳ですが、回転を変えると結う事は、左右スラストの違いによるヨーイングと、トルクの変化によるローリングが発生することです。
この機体で当初、左右同一方向の回転でGWS EP-4025を付けて飛行させたのです。この状態は、左右の回転数差を右の回転数を大きくするとヨーイング左で、ローリング左になりますが、左の回転数を大きくするとヨーイング右ですが、ローリング右になります。
ですから、左右の旋回を同じように調整することはできませんでした。一般のトイRCは左右同じ回転方向になっています。プロペラトルクの大きさにもよりますが、多分左右の旋回には癖があると思います。
次に左右を逆回転にし、ロールは逆になるようにしました。つまり、右の回転数を大きくするとヨーイング左で、ローリング右。左の回転数を大きくするとヨーイング右ですが、ローリング右にしました。この方式で、左右癖なく旋回し、特に逆ロールする事もなく良い結果をえました。
また、左右逆回転でロールが同方向になるケースですが、これは羽場さんが実験していました。第 35 回横須賀 Indoor-plane 飛行会ページのまん中辺にある後退角の無い無尾翼機です。
羽場さんに左右の操舵の雰囲気をインタビューしたら、「ラダーと言うよりエルロンの感じだ」と言っていました。もっともこの機体は上反角が無いので、回転方向を逆にしたら、逆効きしていると思います。
左右の操縦制御ですが、送信機エレボンミキシングで、左右モーターそれぞれESCを経由して受信機に接続している方式を採用しました。中スローで飛行中にエルロンを操舵すると、片方の回転数が上がり、片方は下がります。
バッテリに余裕があり、フルスロットルにしなくて水平飛行している時は、操舵すると高度ロスは少なく旋回しました。(厳密には、やや高度ロスしているので、回転数上げの方を大きくする制御の方がいいかもしれません。これはマイコンをかませなければできません)
スロットルに余裕が無くなると、回転数上げができないので、高度ロスが大きくなるだけでなく、舵の効きも悪くなります。
この機体(PLATS7.8)はtokoさんも操縦しています。このことを当時注目してなくて、tokoさんにも言ってなかったので、スロットルに余裕がなくなってきている状態で、旋回しきれなくて壁にクラッシュしました。勿論、機体の損傷はなかったのですが、操縦のベテランでも、知らないと操縦できない状況になるのだから、スロットルに余裕がなくなってきたら、着陸させたほうがいいと思います。(tokoさん、ごめんなさい話のネタに使わせてもらいました)

部品入手

東急ハンズ新宿店で補充パーツとコイル巻き機のパーツと入手しました。

入手部品リスト
φ0.45 ドリル    : 430円
φ0.5 ドリル    : 420円
φ0.7 ドリル    : 350円
φ1.1 ドリル    : 280円
φ2-4 シリコンチューブ 100mm : 16円
φ3-5 シリコンチューブ 100mm : 22円
φ4-6 シリコンチューブ 100mm : 27円
ツールボックス : 770円

材料プランセット完成

LivingRoomFly03-04のモニター役を買ってでてくれた小黒さん向けの材料セットが完成しました。小黒さんの参加できる飛行会で渡す予定です。

2003年6月6日金曜日

組み立て

A4クリアケースに入った機体の組み立て方法を紹介します。

5つの部品に分割され、A4クリアケースに入っています。

モーターユニットの付いた主翼前縁接合ジュラコンを胴体のΦ2カーボンロッドにセットした後、脚を組み立てる。

垂直尾翼カーボンロッドを垂直尾翼ルートジュラコンに差し込む。

水平尾翼ルート部分の2本のカーボンロッドをホワイトチューブに差し込む。

水平尾翼の前縁カーボンロッドをホワイトチューブに差し込む。

主翼前後縁のカーボンロッドをホワイトチューブに差し込んで、組み立てが完了する。
主尾翼の捩れ、角度のずれがない事を確認し、バッテリを積み込んだら飛行準備完了です。

2003年6月5日木曜日

ジュラコン工作

この飛行機はジュラコンスペーサを使って、カーボンロッドを接合し、機体の構造を形成しているのが特徴です。このことで、分解が容易になりA4クリアケースに収納が可能となります。なおかつ、飛行現場での微調整や、パーツ取替えが簡単になるだけでなく、この方式を使うことで、形状の違うオリジナル機の自作が容易になります。

各部の写真は、クリックすると拡大写真がポップアップします。詳細はそれを参照してください。
1.主翼前縁接合部材
長さ30mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を2箇所直角に開けます。穴の位置は端から5mmです。
ホワイトチューブは20mmにカットした後、Φ1.1で穴を広げてから組み立てる。

2.メカマウント結合部材
長さ10mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を開けます。穴の位置は端から5mmです。

3.後部脚接合部材
長さ10mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を2箇所直角に開けます。穴の位置は端から5mmと、2.5mmです。

4.主翼後縁接合部材
長さ20mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を2箇所直角に開けます。穴の位置は端から5mmです。
ホワイトチューブは20mmにカットした後、Φ1.1で穴を広げてから組み立てる。

5.垂直尾翼接合部材
長さ10mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を1箇所、Φ1.1の穴を直角に1箇所開けます。穴の位置はΦ2は端から5mm、Φ1.1は端から2.5mmです。

6.水平尾翼接合部材
長さ25mmのM3ジュラコンスペーサにΦ2の穴を1箇所、Φ1.1の穴を直角に1箇所開けます。穴の位置はΦ2は端から5mm、Φ1.1は端から5mmです。

7.脚構成部材
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを4つに分割され、それぞれにΦ0.95の穴を2箇所60度角に開けます。穴の位置はそれぞれ端から2.5mmです。ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。

8.水平尾翼構成部材
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを4つに分割され、2つはΦ2の穴を2箇所直角に開け、残りの2つはΦ2とΦ0.95を直角に開けます。穴の位置はそれぞれ端から2.5mmです。ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。
ホワイトチューブは20mmを1つ、40mmを2つカットする。Φ1.1で穴を広げてから組み立てる。

9.サーボマウント
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを2つに分割され、それぞれΦ2の穴を2箇所直角に開けます。穴の位置は端から5mmと3.5mmです。ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。

10.垂直尾翼ルート部材、脚前部ルート部材
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを20mmと10mmに分割されます。20mm部材は垂直尾翼ルートに使われ、Φ0.95の穴を4箇所に開けます。穴の位置はホーンと回転軸を端から5mmと15mmに平行に開けます。垂直尾翼接合として、前30度後ろ60度で開けます。
脚前部ルート部材は60度で2つΦ0.95で端から2.5mm、3.5mmで開けます。分割した後、
M2のねじが切ってあるところにΦ2の穴を開けなおします。
ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。

11.脚後部ルート部材、リンケージガイド
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを7.5mmを2個と15mmに分割されます。7.5mm部材は脚後部ルートに使われ、Φ0.95の穴とΦ2を120度に開けます。穴の位置は端から2.5mmです。左右の向きがあるので穴の開ける方向には注意してください。
リンケージガイドはΦ2を平行に開けます。位置は端から2.5mmで開けます。
ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。

12.水平尾翼ルート部材
長さ30mmのM2ジュラコンスペーサを20mmと10mmに分割されます。20mm部材はΦ0.95を2つ平行開けます。位置は端から5mmと2.5mmです。Φ2の穴は直角に端から2.5mmの位置に開けます。
10mmの部材はΦ0.95の穴を端から5mmで開けます。Φ2は直角に端から2.5mmに開けます。
ジュラコンを分割する前に穴を開けた方が工作しやすいと思われます。

13. 胴体カーボンロッドへの組み付け